Temario de fundamentos de base datos






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TEMARIO DE FUNDAMENTOS DE BASE DATOS


1.1 Definición Base de Datos

Es una colección de archivos interrelacionados, son creados con un DBMS, Su contenido engloba la información concerniente de una organización de tal manera que los datos estén disponibles para los usuarios. Su finalidad es eliminar la redundancia o al menos minimizarla. Sus tres componentes principales son: El Hardware, el Software DBMS y los datos a manejar, así como el personal encargado del manejo del sistema.
Los sistemas de bases de datos se diseñan para manejar grandes cantidades de informacion. Un objetivo primordial es proporcionar a los usuarios finales una vision abstracta de los datos.

1.2 Objetivos Bases de Datos
Los objetivos principales de un sistema de base de datos es disminuir los siguientes aspectos:


  • Redundancia e inconsistencia de datos:

Puesto que los archivos que mantienen almacenada la información son creados por diferentes tipos de programas de aplicación existe la posibilidad de que si no se controla detalladamente el almacenamiento, se pueda originar un duplicado de información, es decir que la misma información sea más de una vez en un dispositivo de almacenamiento. Esto aumenta los costos de almacenamiento y acceso a los datos, además de que puede originar la inconsistencia de los datos - es decir diversas copias de un mismo dato no concuerdan entre si -, por ejemplo: que se actualiza la dirección de un cliente en un archivo y que en otros archivos permanezca la anterior.

  • Dificultad para tener acceso a los datos:

Un sistema de base de datos debe contemplar un entorno de datos que le facilite al usuario el manejo de los mismos. Supóngase un banco, y que uno de los gerentes necesita averiguar los nombres de todos los clientes que viven dentro del código postal 78733 de la ciudad. El gerente pide al departamento de procesamiento de datos que genere la lista correspondiente. Puesto que esta situación no fue prevista en el diseño del sistema, no existe ninguna aplicación de consulta que permita este tipo de solicitud, esto ocasiona una deficiencia del sistema.

  • Aislamiento de los datos:

Puesto que los datos están repartidos en varios archivos, y estos no pueden tener diferentes formatos, es difícil escribir nuevos programas de aplicación para obtener los datos apropiados.

  • Anomalías del acceso concurrente:

Para mejorar el funcionamiento global del sistema y obtener un tiempo de respuesta más rápido, muchos sistemas permiten que múltiples usuarios actualicen los datos simultáneamente. En un entorno así la interacción de actualizaciones concurrentes puede dar por resultado datos inconsistentes. Para prevenir esta posibilidad debe mantenerse alguna forma de supervisión en el sistema.
Problemas de seguridad:
La información de toda empresa es importante, aunque unos datos lo son más que otros, por tal motivo se debe considerar el control de acceso a los mismos, no todos los usuarios pueden visualizar alguna información, por tal motivo para que un sistema de base de datos sea confiable debe mantener un grado de seguridad que garantice la autentificación y protección de los datos. En un banco por ejemplo, el personal de nóminas sólo necesita ver la parte de la base de datos que tiene información acerca de los distintos empleados del banco y no a otro tipo de información.

  • Problemas de integridad:

Los valores de datos almacenados en la base de datos deben satisfacer cierto tipo de restricciones de consistencia. Estas restricciones se hacen cumplir en el sistema añadiendo códigos apropiados en los diversos programas de aplicación.


1.3 Usos y Aplicaciones Bases de Datos
1.banca: información de clientes, cuentas, transacciones, préstamos, etc.
2.líneas aéreas: inf. Clientes, horarios, vuelos, destinos, etc. (1ras bases distribuidas geográficamente)
3.universidades: inf. Estudiantes, carreras, horarios, materias, etc.
4.transacciones de tarjeta de crédito: para comprar con tarjetas de crédito y la generación de los extractos mensuales.
5.telecomunicaciones: para guardar registros de llamadas realizadas, generar facturas mensuales, mantener el saldo de las tarjetas, telefónicas de prepago y almacenar información sobre las redes.

1.4 Arquitectura Base de Datos
Niveles de abstracción de una base de datos.
(Dato) La arquitectura se divide en tres niveles generales: interno, conceptual y externo.
Nivel Interno: es el más cercano al almacenamiento físico, es decir, el que concierne a la manera como los datos se almacenan en realidad.
Nivel Externo: es el más cercano a los usuarios, es decir, el que atañe a la manera cómo cada usuario ve los datos.
Nivel Conceptual: es un nivel de mediación entre los otros dos.
(ABRAMHAM, KORTH y SUDARSHAN)
Para que el sistema sea útil, debe recuperar los datos eficientemente. Como muchos usuarios de sistemas de bases de datos no están familiarizados con computadoras, los desarrolladores esconden la complejidad a los usuarios a través de varios niveles de abstracción para simplificar la interacción de los usuarios con el sistema:
Nivel físico: El nivel más bajo de abstracción describe cómo se almacenan realmente los datos. En el nivel físico se describen en detalle las estructuras de datos complejas de bajo nivel.
Nivel lógico: El siguiente nivel más alto de abstracción describe qué datos se almacenan en la base de datos y que relaciones existen entre esos datos.
Nivel de vistas: El nivel más alto de abstracción describe sólo parte de la base de datos completa. Los usuarios necesitan acceder sólo a una parte de la base de datos. El sistema puede proporcionar muchas vistas para la base de datos.
(ELMASRI/NAVATHE)
El objetivo de la arquitectura de tres esquemas, consiste en formar una separación entre las aplicaciones del usuario y la base de datos física. En esta arquitectura, los esquemas se pueden definir en los tres niveles siguientes:
El nivel interno: Tiene un esquema interno, que describe la estructura física de almacenamiento de la base de datos. El esquema interno emplea un modelo físico de los datos y describe todos los detalles para su almacenamiento, así como los caminos de acceso para la base de datos.
El nivel conceptual: Tiene un esquema conceptual, que describe la estructura de toda la base de datos para una comunidad de usuarios. El esquema conceptual oculta los detalles de las estructuras físicas de almacenamiento y se concentra en describir entidades, tipos de datos, vínculos, operaciones de los usuarios y restricciones. En este nivel podemos usar un modelo de datos de alto nivel o uno de implementación.
El nivel externo o de vistas: Incluye varios esquemas externos o vistas de usuario. Cada esquema externo describe la parte de la base de datos que interesa a un grupo de usuarios determinado, y oculta a ese grupo el resto de la base de datos. En este nivel podemos usar un modelo de datos de alto nivel o uno de implementación. Cabe señalar que los tres esquemas no son más que descripciones de los datos; los únicos datos que existen realmente están en el nivel físico.

1.4.1 Niveles Abstraccion Base de Datos
Introducción a las Bases de datos.
Los sistemas de base de datos se diseñan para manejar grandes cantidades de información. El manejo de los datos implica tanto la definición de estructuras para el almacenamiento como la creación de mecanismos para el manejo de la información. Además, el sistema de base de datos debe de cuidar la seguridad de la información almacenada en la base de datos, previniendo caídas del sistema o intentos de acceso no autorizados.
Uno de los objetivos principales de una base de datos es proporcionar a los usuarios una visión abstracta de los datos. Es decir, el sistema oculta ciertos detalles relativos a la forma en que se almacenan y mantienen los datos. Esto se logra definiendo tres niveles de abstracción en los que puede considerarse la base de datos: físico, conceptual y de visión.
En el nivel físico se describe cómo se almacenan los datos en cuanto a detalles de estructuras de datos complejas del nivel más bajo.
En el nivel conceptual, que es el siguiente nivel más alto de abstracción, se describe cuáles son los datos reales que están almacenados en la base de datos y qué relaciones existen entre los datos.
El nivel de visión es más alto, en el cual se describe solo una parte de la base de datos y se presentan vistas diferentes de la misma base de datos a los usuarios.
Para describir la naturaleza de una base de datos, se define el concepto de modelo de datos, que es un conjunto de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones entre ellos, su semántica y sus limitantes. Se han propuesto varios modelos diferentes, los cuales se dividen en tres grupos: lógicos basados en objetos, lógicos basados en registros y los modelos físicos de datos.
Las bases de datos cambian con el tiempo al insertar información en ellas y eliminarla. El conjunto de información almacenada en la base de datos en determinado momento se denomina instancia de la base de datos.
El diseño general de dicha base se conoce como esquema de la base de datos. La capacidad para modificar una definición de esquema en un nivel sin afectar la definición del esquema se denomina dependencia de los datos. Existen dos niveles de ésta: independencia física e independencia lógica de los datos. Un esquema de base de datos se especifica por medio de una serie de definiciones que se expresa en un lenguaje de definición de datos(DDL). El resultado de la Compilación de las proposiciones en DDL es un conjunto de tablas que se almacenan en un archivo especial llamado diccionario de datos que contiene metadatos, es decir, “datos acerca de los datos”.
Un lenguaje de manejo de datos (DML) permite a los usuarios tener acceso a los datos o manejarlos. Existen básicamente dos tipos de DML: de procedimientos, que requieren que el usuario especifique cuáles datos necesita y cómo se van a obtener, y sin procedimientos, que requieren que el usuario especifique cuáles son los datos que necesita sin especificar la forma de obtención.
Un manejador de base de datos es un módulo de programa que constituye la interfaz entre los datos de bajo nivel almacenados en la base de datos y los programas de aplicaciones y las consultas que se hacen al sistema. El manejador de base de datos se encarga de interactuar con el manejador de archivos, de conservar la integridad, de garantizar la seguridad, del respaldo y recuperación y del control de concurrencia.
Los datos son un vital recurso organizacional. Es por esto que las organizaciones y sus gerentes necesitan practicar el manejo de recursos de datos, una actividad gerencial que aplica la tecnología de sistemas de información y herramientas de manejo para la tarea de administrar los recursos de datos de una organización.
Para poder sobrevivir, las organizaciones necesitan mejores diseños para la distribución y adquisición de información. Conociendo esto, más y más compañías han de administrar los datos como un recurso.
Una de las grandes dificultades de ejecutivos de compañías que utilizan computadoras ocurre cuando se les dice que la información que ellos requieren o necesitan a cerca de sus empleados por ejemplo, es muy difícil o muy costosa de obtener. Algunas razones podrían ser:
La información deseada está en archivos diferentes, cada uno organizado de manera distinta.
Cada archivo ha sido organizado para ser usado por programadores de aplicaciones diferentes, ninguna de las cuales producen la información que se desea en la forma que se necesita. Ningún programa de aplicación está disponible para ayudar a obtener la información que se desea de estos archivos.
De esta forma los ejecutivos de la compañía se sentirían frustrados y desencantados con el procesamiento basado en computadora, si este no puede proveerlo con la información de un simple requerimiento como ese. El tener archivos de datos independientes implica controlar datos duplicados. Esta duplicidad o redundancia de datos causa muchos problemas al momento de actualizar los archivos ya que para cada archivo individual se debe desarrollar programas que realicen las funciones de mantenimiento necesarias y que aseguren la exactitud de los datos en todos los archivos involucrados.
Sin embargo, los sistemas tradicionales de base de datos (modelo Jerárquico y Red) no lograron cumplir con las expectativas, particularmente por su complejidad y su limitación para representar apropiadamente estructuras de datos distintos a su forma natural.
Los problemas normalmente asociados a los modelos de archivos planos son:
Los productos de bases de datos tradicionales requieren instrucciones con procedimientos muy detallados.
Los programadores deben saber como se almacenarán físicamente los datos en la base y como localizarlos.
Los programadores deben decidir cual es la estrategia más eficiente de acceso de los datos.
Todo esto ha motivado a investigadores a proponer nuevos enfoques que resuelvan los problemas antes planteados.

1.4.2 Independencia Logica y Fisica de Datos
La Independencia Física De Datos debe permitir la realización de estructuras de almacenamiento de datos en forma independiente de su estructura lógica en la realidad Ventajas: los cambios en la estructura lógica no implican cambios en la de almacenamiento, las consideraciones sobre el mejor manejo de los datos almacenados quedan a cargo del SMBD y los cambio en la estructura de almacenamiento no implican cambios en los Programas de Aplicación.
La Independencia lógica De Datos: debe permitir una cierta independencia entre los datos vistos por las aplicaciones y la estructura lógica de ellos en la realidad. Ventajas: soporte de la evolución de los datos y que cada grupo de trabajo vea esos datos como cada grupo lo desea.
Nuevo.-
Independencia lógica y física de los datos.
ABRAMHAM, KORTH y SUDARSHAN)
La capacidad para modificar una definición de esquema en un nivel sin que afecte a una definición de esquema en el siguiente nivel más alto se llama Independencia de datos. Hay dos niveles de independencia de datos:

Independencia Física de datos: Es la capacidad para modificar el esquema físico sin provocar que los programas de aplicación tengan que rescribirse. Las modificaciones en el nivel físico son ocasionalmente necesarias para mejorar el funcionamiento.
Independencia Lógica de datos: Es la capacidad para modificar el esquema lógico sin causar que los programas de aplicación tengan que rescribirse. Las modificaciones en el nivel lógico son necesarias siempre que la estructura lógica de la base de datos se altere.
La independencia de datos lógica es más fácil de proporcionar que la independencia de datos física, ya que los programas de aplicación son fuertemente dependientes de la estructura lógica de los datos a los que ellos acceden.

1.5 Estructura General Sistema de Base de Datos
La estructura de la base de datos es bastante sencilla. Las convenciones utilizadas aparecen implícitamente en este documento. Por ejemplo, la mayoría de los objetos se indexan con un entero autoincrementado cuyo nombre es de tipo id_objet, y que se declara como clave primaria en la tabla apropiada.
NB : este artículo necesita ser actualizado y nadie lo está haciendo todavía. Hay que leerlo como un elemento que ayuda a comprender el funcionamiento de SPIP, pero ya no como una referencia. Si quieres contribuir a la documentación rehaciendo este artículo, ¡no lo dudes!
Contenido referido a la redacción [1]
Las secciones: spip_rubriques
- Cada sección se identifica por su id_rubrique . - id_parent es la id_rubrique de la sección que contiene esta sección (cero si la sección se encuentra en la raíz del sitio). - titre, descriptif, texte se explican ellos mismos [2]. - id_secteur es la id_rubrique de la sección inicial de la jerarquía que contiene la sección actual. Una sección depende de una sección que depende de una sección… hasta una sección colocada en la raíz del sitio; es esta última sección la que determina el id_secteur. Este valor calculado previamente permite acelerar ciertos cálculos del espacio público (de hecho las breves son clasificadas únicamente por sector y no según toda la jerarquía). - maj es un campo técnico [3] calculado automáticamente por MySQL. Contiene la fecha de la última modificación introducida en la tabla. - export, id_import son dos campos reservados para funcionalidades futuras.
Los artículos: spip_articles
- Cada artículo está identificado por su id_article. - id_rubrique indica en que sección está incluido el artículo. - id_secteur indica el sector correspondiente a la sección antes mencionada (ver el párrafo precedente para advertir la diferencia entre los dos). - titre, surtitre, soustitre, descriptif, chapo, texte, ps se explican ellos mismos. - date es la fecha de publicación del artículo (si todavía no está publicado, es la fecha de creación). - date_redac es la fecha de publicación anterior si introduces un valor; si no, es « 0000–00–00 ». - statut es la situación actual del artículo: prepa (en curso de redacción), prop (propuesto a su publicación), publie (publicado), refuse (rechazado), poubelle (en la papelera). - accepter_forum: permite seleccionar manualmente si el artículo acepta foros o no (por omisión, sí). - maj: el mismo significado que en la tabla de las secciones. - export es un campo reservado para funcionalidades futuras. - images es un campo que contiene la lista de las imágenes utilizadas por el artículo, en un formato propio. Este campo se genera por spip_image.php3.. - visites y referers son usados para las estadísticas sobre los artículos. El primero es el número de visitas del artículo en el espacio público; el segundo contiene un extracto de hash de las visitas externas para recordar esos diferentes enlaces externos. Ver inc-stats.php3.
Los autores/as: spip_auteurs
- Cada autora o autor es identificado por su id_auteur. - nom, bio, nom_site, url_site, pgp son, respectivamente, el nombre de la autora o autor, una corta biografía, su dirección de email, el nombre de la URL de su sitio Web, y su clave PGP. Son informaciones que él o ella puede modificar libremente. - email, login son su email de inscripción y su login. Sólo puede modificarlos un administrador. - pass es el hash MD5 de la contraseña. - htpass es el valor encriptado (es decir, generado mediante crypt()) de la contraseña para el .htpasswd. - statut es el estado del autor/a: 0minirezo (administrador/a), 1comite (redactor/a), 5poubelle (en la papelera), 6forum (registrado en los foros, cuando están definidos en el modo «por registro»). - maj tiene el mismo significado que en las otras tablas.
Las breves: spip_breves
- Cada breve está identificada por su id_breve. - id_rubrique es la sección (de hecho el sector) en la cual está clasificada la breve. - titre, texte, lien_titre, lien_url son el título, el texto, y el nombre y la dirección de referencia asociados a la breve. - date_heure es la fecha de la breve. - statut es el estado de la breve: prop (propuesta a su publicación), publie (publicada) o refuse (rechazada). - maj: igual que en las otras tablas.
Las palabras clave: spip_mots
- Cada palabra clave es identificada por su id_mot. - El type de la palabra clave es el tipo, o grupo, elegido para esa palabra clave. Definiendo varios tipos se obtienen diversas clasificaciones independientes (por ejemplo «tema», «época», «país»…). - titre, descriptif, texte se explican ellos mismos. - maj: igual que en las otras tablas.
Los sitios sindicados: spip_syndic
- Cada sitio sindicado es identificado por su id_syndic. - id_rubrique e id_secteur contienen la posición en la jerarquía del sitio donde se encuentran los contenidos sindicados. - nom_site, url_site, descriptif son el nombre, la dirección y la descripción del sitio sindicado. - url_syndic es la dirección del archivo dinámico utilizado para recoger los contenidos sindicados (normalmente se trata de la url_site seguida de backend.php3).
Los artículos sindicados: spip_syndic_articles
- Cada artículo sindicado es identificado por su id_syndic_article. - id_syndic se refiere al sitio sindicado de donde es extraído el artículo. - titre, url, date, lesauteurs se explican ellos mismos.
Elementos interactivos Los mensajes de los foros: spip_forum
- Cada mensaje de un foro es identificado por su id_forum. - El objeto al cual está vinculado el foro es identificado por su id_rubrique, id_article o id_breve. Por omisión estos valores son iguales a cero. - El mensaje padre (es decir, el mensaje al que se responde con el mensaje actual) es identificado por id_parent. Si el mensaje no es una respuesta a ningún otro mensaje este valor es cero. - titre, texte, nom_site, url_site son el título y el nombre del mensaje, y el nombre y la dirección del objeto relacionado. - auteur y email_auteur son el nombre y el email declarados por la autora o autor. En el caso de los foros con registro, no tienen porque ser los mismos que los datos guardados del autor (es decir, en la tabla spip_auteurs). - id_auteur identifica al autor o autora del mensaje en el caso de los foros con inscripción. - statut es el estado del mensaje: publie (visible en el espacio público), prive (escrito en relación a un artículo del espacio privado), privrac (escrito en el foro interno en el espacio privado), off (suprimido o a validar, según la moderación de los foros -a priori o a posteriori-). - ip es la dirección IP del ordenador de conexión al redactar una contribución en los foros públicos. - maj: igual que en las otras tablas.

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